在页岩油气的勘探与开采开发方面,针对页岩油气储层的孔隙结构特征的研究有着深远意义。本文分别以四川盆地的长宁-威远页岩气示范区中五峰-龙马溪组的页岩气储层样品、中国石油新疆吉木萨尔国家级陆相页岩油示范区中吉木萨尔芦草沟组的页岩油储层样品为研究对象,为页岩油气开发参数落实、研究页岩油赋存与动用规律以及进一步提高页岩油气开发效果提供实验支持。本文主要利用了流体侵入法中的气体吸附法与高压压汞法,图像分析法中的原子力显微镜(AFM),无干扰法中的计算机断层扫描成像(CT)法与小角中子散射法(SANS),由多途径对页岩油气储层样品的孔隙结构与连通性方面进行研究与分析,最终以推动新方法的发展。在页岩气储层的研究中,本文以五峰和龙马溪组(龙一₁¹~龙一₁⁴及龙一₂亚段)的126块页岩样品为主要研究对象,按层位分类样品并进行相关实验研究。通过计算获得了五峰-龙马溪组样品的分形维数,其中五峰、龙一₁¹与龙一₁²样品的分形维数较大,龙一₂样品的分形维数最小。分形维数与TOC呈正相关,与平均孔隙半径呈负相关,与微孔孔容呈较弱正相关,在孔容值相似的条件下与页岩样品比表面呈正相关。与泥岩、砂岩对比发现,页岩的分形维数值均最大。实验过程中,联合低温氮气吸附实验中的迟滞回线和原子力显微镜图像,修正了页岩气储层样品混合型迟滞回线类型,明确了五峰-龙马溪组页岩孔隙形态。联合迟滞回线与分形维数,明确了各小层样品孔隙复杂程度。最终辅以纳米CT扫描技术得出结论,即龙一₁¹小层和五峰组是储层区域分段压裂水平井开发的目的层,龙一₁³小层则可以作为产能接替或立体开发的目的层。在页岩油储层的研究中,首先明确了吉木萨尔页岩油储层样品与页岩气储层中单纯的页岩样品不同,而是以白云岩类、砂岩类和泥岩类为主。联合低温氮气吸附实验、纳米CT扫描等手段,主要利用原子力显微镜技术对三种岩性样品进行了孔隙形态与连通性方面的分析,对样品表面形貌进行直观观察并与页岩气储层中的页岩样品进行对比。利用小角中子散射技术确定了样品的散射长度密度,获得并分析了其一维数据曲线与二维数据图像,得到了样品SANS孔隙度、孔径分布等孔隙结构信息。在此基础上,建立了全新的小角中子散射-高压压汞全尺度孔径分布测量方法,确保在同一温度下对同一块页岩油岩心样品进行分析。最终,与对页岩气储层页岩样品进行的基于三种流体侵入法的全尺度孔径分布测试法进行对比,明确新方法的优势。